Файл: Шерле, З. П. Речные порты конспект лекций.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.10.2024

Просмотров: 60

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

откуда

Следователь]

Сечение свай подбирают в зависимости от материала и формы свай по моменту сопротивления

см8

К] '

где

[зи] —допускаемое напряжение на изгиб.

В проектной практике для расчета тонкой незаанкерованной стенки чаще всего применяют графоаналитический метод Ломейера, основанный на условии, что при равновесии системы сил си­ ловой и веревочный многоугольники замкнуты. При этом учиты­ вается упругая стадия работы материала стенок.

Рассмотрим принцип расчета незаанкерованной стенки при на­ гружении ее горизонтальными силами от распора грунта засыпки.

Если тонкая стенка загружена грунтом засыпки, то силами, действующими на стенку в этом случае, являются с правой сторо­ ны—активное давление грунта, с левой стороны—пассивное дав­ ление (рис. 37,а).

Исходными данными для расчета служат:

— свободная высота

стенки

И = Н\ + Я 2;

 

 

— объемные веса и углы внутреннего трения

‘и, ?i

и -(2,

грунта засыпки соответственно надводного

слоя и подводного слоя;

— нормативная нагрузка с/0.

 

 

 

 

 

Глубиной

забивки

шпунта

вначале

задаются,

принимая

Н3 — 0,7Н, а затем уточняют ее расчетом.

 

 

 

Требуется

определить полную

глубину

забивки

шпунта

в грунт t, определить значение максимального изгибающего мо­ мента и в зависимости от материала и формы шпунта определить его сечение.

Расчет производится в следующем порядке:

1. Строится суммарная эпюра интенсивности активного и пас­ сивного давления грунта на стенку (рис. 37,6), по предваритель­ но вычисленным значениям интенсивности щ в характерных точ­

93


ках по высоте (на уровне поверхности грунта, на границе слоев засыпки и на уровне острия шпунта).

При этом

а. ;T3-rt3tga ( 4 5 ° + ^

Рис. 37. Расчет незаанкерованного больверка графоаналити­ ческим методом

■ 2. Полученную эпюру разбивают на полоски произвольной вы­ соты. Площадь каждой полоски заменяют равной ей по величине сосредоточенной силой, приложенной в центре тяжести полоски

(рис. 37, в).

3. Строят силовой и веревочный многоугольники (рис. 37, г, д). Для удобства построения силового многоугольника, положение полюса Р выбирают на вертикали, проходящей через начало пер­ вой силы, а затем полюс соединяют лучами с началом и концом каждой из отложенных на горизонтали активных сил. Во избежа­ нии наложения рисунков пассивные силы откладываются на гори­ зонтали, несколько смещенной от горизонтали, на которой отло-

94

жены активные силы. Соответственно смещается и полюс i), из которого также проводят лучи через начало и конец каждой из пассивных сил.

Для построения веревочного многоугольника (рис. 37, г) меж­ ду линиями действия активных и пассивных сил проводят отрез­ ки линий, параллельные лучам силового многоугольника.

В результате

получают

веревочный

многоугольник

с верти­

кально расположенной

замыкающей.

 

 

Глубина погружения

стенки

t0 определяется положением об­

ратного отпора Е'п, т. е. точкой

пересечения замыкающей вере­

вочного многоугольника

с последним лучом (точка 0).

Величина

Е'п соответствует

отрезку,

отсекаемому

на основании

силового

многоугольника последним лучом, и линией, параллельной замы­ кающей веревочного многоугольника (рис. 37,д).

4. Определяют полную глубину погружения стенки

 

 

t = t 0 -

М,

где

М--

Е'

 

2<7 (К ~ К)

 

 

 

 

здесь q =<70+

1 = П

 

давление в грунте на уровне

2 Ti^i- вертикальное

 

i=l

приложения

силы Е'и.

 

 

5. Определяют изгибающий момент в стенке как произведе­ ние полюсного расстояния (в масштабе сил) и максимальной ординаты веревочного многоугольника ут&х (в линейном масшта­

бе), Т. е. Ц'.Ушах-

6. Выбирают тип и сечение шпунта, исходя из известной фор­

мулы сопротивления материалов

 

 

3

Мрас <

 

 

 

W ,

 

где

W — момент сопротивления 1 пог. м шпунтовой стенки;

 

[ои]— допускаемое

напряжение

от изгиба, принимаемое для

 

металлических шпунтин 2200 кг!см2, а для железо­

 

бетонных элементов—250

кг/см2.

Расчет тонкой заанкерованной стенки из металлического шпунта графоаналитическим методом (Ломейера)

Условия работы занкерованной стенки отличаются от условии работы незаанкерованной стенки тем, что перемещение верхнего ее конца ограничено анкерным устройством в точке А (рис. 38)-—

95


прикрепления анкера к стенке. На стенку действуют активные си­ лы давления грунта засыпки, стремящиеся повернуть стенку око­ ло точки А. Этому повороту препятствуют пассивные силы сопро­ тивления грунта, в который стенка забита.

Эпюры-нагрузок строятся аналогично эпюрам незаанкерованных стенок, нагруженных грунтом засыпки.

Рис. 38. Расчетная схема заанкерованного больверка

В расчете учитывают силы трения между стенкой и грунтом, введением коэффициентов k (впереди стенки) и k' (за стенкой). Значения k и к' принимаются в зависимости от угла внутреннего трения грунта и материала.стенки (табл. 12).

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 12

Значения

коэффициентов, учитывающих силы трения между

грунтом

 

 

и шпунтовой

металлической стенкой

 

 

 

 

 

1

 

9

k

k !

9

к

к '

 

 

 

 

!

 

40

2,00

0,35

25

1,75

0,55

35

2,00

0,41

20

1,50

0,61,

30

2,00

0,47

15

1.25

0,75

9 6


В качестве исходных данных для

расчета стенки

принимают:

— свободную высоту стенки # = # i + # 2;

 

— углы внутреннего трения и объемные веса грунта, располо­

женного выше и ниже уровня

воды, соответственно

7, и ср,,

— заглубление анкерной

плиты

от поверхности засыпки

~ 0,6 Я и высоту анкерной плиты /га—0,2 Я;

 

— нормативную нагрузку

на поверхности (?о = 4 т/м2\

предварительную глубину забивки шпунта в грунт Я3= (0,0-0,7) Я.

Точка прикрепления анкера к металлической шпунтовой стен­ ке находится ниже верха стенки на величину 0,35 Я.

Графоаналитический метод расчета топких стенок позволяет получить необходимую глубину забивки сваи t, длину и сечение ан­ керной тяги, подобрать необходимый профиль и сечение шпунта,

убедиться

в устойчивости анкерной

плиты (опоры).

Расчет

начхают с построения

эпюры нагрузок (рис. 39,6).

При этом

определяется интенсивность распора и отпора в харак­

терных точках по высоте стенки, г/м2.

 

«1 — (/о

>

 

= (q0 + b - Hi) -K] .

Яз = (7о -г- 7r-tfl)-Xa2 -

 

 

CL I — (<7о

Т г Л ',

' [ » ’ Н * - \ 1 ' H ' i ) ' *'z .t

 

 

аь=

72• Я3&-лп— интенсивность

отпора,

 

 

где

k — коэффициент, учитывающий

трение грунта

о

стенку

(табл. 12).

суммарную,

эпюру

разбивают по высоте

на по­

 

Полученную

лоски и, вычислив площади этих полосок, заменяют их сосредото­ ченными силами, действующими на 1 пог. м стенки и приложен­ ными в центрах тяжести этих полосок (схема нагрузок—рис.39,в).

Затем в этом же масштабе сил строят силовой многоугольник

(рис. 39,6).

При этом для удобства построения, положение полюса выби­ рают на вертикали, проходящей через середину основания много­ угольника.

Из полюса проводят лучи через начало и конец каждой из от­ ложенных на горизонтали сил как это делалось в случае построе­ ния силового многоугольника при расчете незаанкерованпого больверка.

Построение веревочного многоугольника начинают, проведя ли­ нию, параллельную первому лучу до пересечения ее с горнзон-

7 п. л.

97


талью, проходящей через точку А прикрепления анкера. Затем между линиями действия активных сил проводят отрезки линий, параллельные лучам 01, 0—2 и т. д. силового многоугольника.

В результате получают двояко изогнутую кривую. Замыкаю­ щую веревочного многоугольника проводят из точки А таким об­ разом, чтобы соблюдалось условие у \~г/2~г/тах, что соответст­ вует примерному равенству моментов в верхней и нижней частях шпунтовой стенки.

Тогда наибольший изгибающий момент

 

 

~ Ч‘Уmax >

 

где

— полюсное

расстояние,

принимаемое в

масштабе

 

сил, т;

ординаты веревочного многоугольника в

 

утах— значение

 

линейном масштабе, м.

под дей­

 

Как показали исследования,тонкая

шпунтовая стенка

ствием бокового давления засыпки прогибается и активное давле­ ние в средней зоне стенки становится меньше, чем это принято было в расчете.

Поэтому расчетную величину изгибающего момента определя­ ют с учетом коэффициента &с < 1,

/Мшах.

99